高速公路路基施工中的強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用

張 立 同

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

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高速公路路基施工中的強(qiáng)夯技術(shù)應(yīng)用

張 立 同

(山西路橋第一工程有限責(zé)任公司，山西 太原 030006)

分析了強(qiáng)夯法對(duì)高速公路路基的加固原理，并基于某工程案例，從施工前的準(zhǔn)備、施工現(xiàn)場(chǎng)平整、測(cè)量放樣、鋪設(shè)碎石、試夯作業(yè)等方面，對(duì)強(qiáng)夯法在高速公路路基施工中的操作技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了闡述，希望能夠?yàn)閺氖碌缆饭こ淌┕I(yè)的相關(guān)技術(shù)人員提供有價(jià)值的參考。

高速公路，強(qiáng)夯法，軟土路基，施工技術(shù)

0 引言

在我國(guó)高速公路施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇見(jiàn)軟土路基，若施工人員沒(méi)有針對(duì)這一類型路基進(jìn)行強(qiáng)化處理，便很有可能導(dǎo)致高速公路工程在今后的使用過(guò)程中出現(xiàn)裂縫、車轍、龜裂等，嚴(yán)重影響高速公路工程美觀，對(duì)駕駛?cè)藛T生命安全存在威脅的道路病害現(xiàn)象。所以，針對(duì)軟土路基的加固處理，是高速公路工程施工單位必須要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。而在諸多高速公路路基加固技術(shù)當(dāng)中，強(qiáng)夯法憑借其簡(jiǎn)單的操作，低廉的成本受到了大量道路施工單位的青睞，并在我國(guó)高速公路路基加固施工中被廣泛運(yùn)用。

1 強(qiáng)夯法對(duì)軟土路基的加固原理

強(qiáng)夯法是為了讓高速公路施工路段當(dāng)中的軟土路基有效承載能力增強(qiáng)，將重錘從對(duì)應(yīng)高度進(jìn)行自由落體運(yùn)動(dòng)，以此來(lái)對(duì)土層進(jìn)行夯擊的一種軟土路基強(qiáng)化技術(shù)。軟土路基在重錘所產(chǎn)生的沖擊力的影響下，能夠破壞原有的軟土路基結(jié)構(gòu)，由此形成夯擊坑，讓軟土路基的密實(shí)程度得到顯著的增強(qiáng)。同其他軟土路基強(qiáng)化技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，強(qiáng)夯法主要表現(xiàn)出以下幾種特征：

首先，強(qiáng)化軟土路基效果顯著，強(qiáng)夯法是使用重力對(duì)原本松散的軟土路基進(jìn)行壓實(shí)處理，能夠顯著減小軟土路基之間的間隙距離，降低壓實(shí)之后的地基沉降現(xiàn)象。并且，使用強(qiáng)夯法還可以降低路基當(dāng)中水分含量，由此進(jìn)一步防止高速公路在使用過(guò)程中發(fā)生沉降。同時(shí)強(qiáng)夯法是對(duì)高速公路路面所開(kāi)展的一次全方位夯實(shí)，強(qiáng)夯法分成點(diǎn)夯實(shí)、二次夯實(shí)以及整體夯實(shí)三大步驟，能夠顯著提升路基被夯實(shí)的均勻性，減小高速公路在使用過(guò)程中發(fā)生碎裂的可能。

其次，強(qiáng)夯法在操作技術(shù)難度上比較簡(jiǎn)單，在中國(guó)這樣一個(gè)大面積進(jìn)行高速公路建設(shè)的國(guó)家當(dāng)中，強(qiáng)夯法非常容易得到普及。并且此項(xiàng)技術(shù)適用的軟土路基種類較多，在沙性土壤、粘性土壤、潮陷性土壤當(dāng)中使用強(qiáng)夯法都可以得到比較理想的效果。

最后，強(qiáng)夯法是諸多軟土路基加固技術(shù)中，成本最為低廉的一種加固技術(shù)。因?yàn)樵谑褂脧?qiáng)夯法時(shí)并不需要進(jìn)行大量工程材料的采購(gòu)，只需要進(jìn)行起重機(jī)等相關(guān)設(shè)備的租賃以及支付施工人員的工資即可。因此能夠有效節(jié)約道路工程施工的整體成本，并且強(qiáng)夯法施工速度更快，能夠幫助施工單位降低施工周期，提高施工人員的整體工作效率。

2 高速公路路基施工過(guò)程中強(qiáng)夯法的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 工程簡(jiǎn)介

該高速公路工程合同段擁有108 820 m2的強(qiáng)夯工作量，強(qiáng)夯樁樁號(hào)為HCK2+020～HCK2+780，HCK2+880～HCK2+980。兩個(gè)強(qiáng)夯區(qū)間隔距離為1 860 m，工程夯擊深度為6 m～7 m。在進(jìn)行路基夯實(shí)之后，需要將土壤密度保持在0.8以上。工程采用分層式強(qiáng)夯施工的辦法，每層路基夯擊厚度為4 m，同時(shí)保持500 kN·m以上的夯擊能量。選用點(diǎn)夯—滿夯的方式進(jìn)行強(qiáng)夯作業(yè)施工，5 m×5 m來(lái)形成夯點(diǎn)的間隔距離，設(shè)置為梅花形狀。在開(kāi)展施工作業(yè)的過(guò)程中，周邊路基隆起高度需要保持在10 cm以下。

2.2 該工程中各環(huán)節(jié)使用強(qiáng)夯法的技術(shù)要點(diǎn)

1)施工前的準(zhǔn)備。

施工單位在正式針對(duì)該高速公路進(jìn)行路基加固施工之前，需要就工程施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行勘察，勘察內(nèi)容涵蓋有施工地區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件、地表附著物等。憑借科學(xué)化的處理方法，來(lái)降低周邊因素對(duì)強(qiáng)夯法使用質(zhì)量所造成的影響。例如：在使用強(qiáng)夯法的過(guò)程中，所產(chǎn)生的振動(dòng)一般會(huì)對(duì)施工區(qū)域周邊的建筑物造成比較大的影響，施工單位為了防止這一類型問(wèn)題的發(fā)生，可以在強(qiáng)夯區(qū)周邊建立多個(gè)監(jiān)測(cè)站，并且憑借挖掘減震溝的方式來(lái)降低強(qiáng)夯法所產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)周邊建筑設(shè)施所造成的損害。另外，施工單位還必須要在施工現(xiàn)場(chǎng)附近進(jìn)行排水裝置、臨時(shí)保護(hù)裝置等設(shè)施的安裝，保障接下來(lái)的強(qiáng)夯施工能夠有序開(kāi)展。

2)施工現(xiàn)場(chǎng)平整。

在早期施工時(shí)，施工單位還需要引導(dǎo)機(jī)械設(shè)備進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展施工場(chǎng)地的平整處理。我國(guó)道路工程施工單位一般選擇推土機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地平整施工。有效的平整處理能夠保障接下來(lái)使用強(qiáng)夯法的高效化，同時(shí)還可以幫助施工人員檢查在使用強(qiáng)夯法以后，公路路基是否出現(xiàn)了沉降現(xiàn)象。如確實(shí)存在沉降現(xiàn)象，則施工單位就需要對(duì)沉降量進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)根據(jù)所得出的結(jié)果來(lái)確定接下來(lái)的技術(shù)環(huán)節(jié)，進(jìn)行地面高度的判定。

3)測(cè)量放樣。

施工單位在正式進(jìn)行工程施工之前，需要對(duì)導(dǎo)線點(diǎn)、加密點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行二次檢測(cè)。按照一級(jí)導(dǎo)線精度要求開(kāi)展導(dǎo)線復(fù)測(cè)、加密等方面的操作。按照四等水準(zhǔn)測(cè)量要求開(kāi)展高程點(diǎn)閉合以后的加密施工。選擇全站儀開(kāi)展中線測(cè)量，并使用極坐標(biāo)法開(kāi)展放樣操作。在這一過(guò)程中，施工人員可以把邊樁和中樁直接進(jìn)行放出。在路基施工的前期與后期可以各開(kāi)展一次放樣操作。同時(shí)檢測(cè)全部斷面，確定其滿足工程質(zhì)量要求，在進(jìn)行放樣施工的過(guò)程中，每一個(gè)排樁之間的間隔距離需要控制在10 m左右。這樣能夠保障道路工程路基線型的整體平整，并且選擇自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀對(duì)地面的高度進(jìn)行控制。

4)鋪設(shè)碎石。

若施工路段地表當(dāng)中含有飽和度較高的細(xì)顆粒土壤或者路基當(dāng)中水位高度較高時(shí)，施工單位便必須要向路基表面進(jìn)行碎石層的鋪設(shè)，碎石層的鋪設(shè)厚度一般需要根據(jù)軟土路基當(dāng)中水分的飽和度進(jìn)行確定。鋪設(shè)碎石的目的是讓軟土路基在接受強(qiáng)夯的過(guò)程中對(duì)產(chǎn)生的壓力進(jìn)行有效的承受，并且可以對(duì)重錘在夯擊過(guò)程中所導(dǎo)致的路基上層土壤松動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行有效的緩解。

5)試夯作業(yè)。

在軟土路基進(jìn)行壓實(shí)平整以后，需要在強(qiáng)夯區(qū)周圍建立排水溝，同時(shí)在該區(qū)域內(nèi)進(jìn)行夯點(diǎn)的選擇。一般情況下，夯點(diǎn)的面積需要控制在200 m2以內(nèi)，并由此對(duì)夯擊設(shè)備、夯擊產(chǎn)生能量是否達(dá)到施工要求進(jìn)行檢查，并且在以上前提下對(duì)強(qiáng)夯施工的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行確定，選擇梅花形來(lái)作為夯點(diǎn)的設(shè)置方式，并將間隔距離控制在5 m之內(nèi)。在該工程當(dāng)中，16 t是重錘的夯錘重量，2.35 m為重錘的直徑，4.35 m2是重錘的底面積，13.7 m是重錘的自由落體運(yùn)動(dòng)高度，2 200 kN·m是最大點(diǎn)夯擊能量。根據(jù)試夯作業(yè)操作辦法，開(kāi)展夯擊數(shù)量、路基沉降量的曲線關(guān)系圖的繪制，保障相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)能夠得到確定。

6)強(qiáng)夯施工。

施工單位應(yīng)基于試夯作業(yè)當(dāng)中所獲取的數(shù)據(jù)信息正式開(kāi)展強(qiáng)夯作業(yè)，通常使用跳躍式夯擊開(kāi)展點(diǎn)夯施工，最大限度保障完成首次強(qiáng)夯施工之后能夠迅速開(kāi)展下次夯實(shí)作業(yè)，由此保障施工時(shí)間滿足要求。另外，施工單位需要將夯點(diǎn)的誤差控制在5 cm的范圍以內(nèi)，并把輔助設(shè)備和自動(dòng)脫鉤設(shè)備等安裝到強(qiáng)夯機(jī)的起重臂桿當(dāng)中，以求最大程度降低重錘在自由落體過(guò)程中發(fā)生的位置偏離現(xiàn)象。最后，施工單位需要使用水準(zhǔn)儀來(lái)對(duì)軟土路基的沉降量進(jìn)行測(cè)量。

7)質(zhì)量檢測(cè)。

在強(qiáng)夯作業(yè)完成之后，施工單位需要對(duì)重錘質(zhì)量和下落距離進(jìn)行二次檢查，保障強(qiáng)夯作業(yè)質(zhì)量滿足工程實(shí)際要求。并對(duì)主夯點(diǎn)、控制點(diǎn)的位置進(jìn)行檢測(cè)，誤差必須控制在20 mm之內(nèi)。在完成上述檢測(cè)，確認(rèn)無(wú)誤之后，強(qiáng)夯作業(yè)才能宣告完成。

3 結(jié)語(yǔ)

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的持續(xù)進(jìn)行，全國(guó)范圍內(nèi)的高速公路建設(shè)正在有序的進(jìn)行當(dāng)中，針對(duì)軟土路基現(xiàn)象，強(qiáng)夯法無(wú)疑是最為實(shí)用的軟土路基加固技術(shù)。基于這一背景，本文就強(qiáng)夯法的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了論述，希望本文可以發(fā)揮拋磚引玉的效果。

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Application of dynamic compaction technology in highway subgrade construction

Zhang Litong

(ShanxiHighwayBridge1stEngineeringCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

The thesis analyzes reinforcement principles of dynamic compaction method in highway subgrade. Based on engineering cases, starting from aspects of construction preparation, construction field evenness, measurement sampling, paving gravel and dynamic working, it describes the operation technology points of dynamic compaction method in highway subgrade construction, with a view to provide some valuable guidance for technicians majored in road engineering construction.

highway, dynamic compaction method, soft-soil foundation, construction technology

1009-6825(2017)18-0142-02

2017-03-30

張立同(1973- )，男,工程師

U416.1

A